Лазающие саламандры спарашютировали и спланировали с вершин секвой
Лазающие саламандры Aneides vagrans живут в кронах секвой и других высоких деревьев, а при опасности просто прыгают вниз. Зоологи выяснили, как этим амфибиям удается не разбиваться. Оказалось, что во время падения саламандры поддерживают особую позу, которая замедляет их вертикальную скорость, Кроме того, они планируют благодаря боковым изгибам тела. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Current Biology.
Среди современных животных к активному полету способны лишь насекомые, птицы и рукокрылые. Однако виды из многих других групп освоили планирующий полет и парашютирование. Например, белки-летяги (Pteromyini) и ряд других млекопитающих планируют на кожистых перепонках, растянутых между передними и задними лапами. Некоторые лягушки, включая веслоногов (Rhacophoridae), используют для этого перепонки между пальцами, а ящерицы из рода летучих драконов (Draco) — кожистые складки, натянутые на ложные ребра. Планировать научился даже один род змей, украшенные древесные змеи (Chrysopelea).
Команда зоологов под руководством Кристиана Брауна (Christian E. Brown) из Университета Южной Флориды решила подробнее изучить еще один вид животных-планеристов — лазающую саламандру Aneides vagrans из семейства безлегочных саламандр (Plethodontidae). Эти амфибии населяют кроны деревьев в калифорнийских лесах. Иногда их можно встретить даже на вершинах вечнозеленых секвой (Sequoia sempervirens) — самых высоких в мире деревьев, достигающих 115 метров в высоту.
В случае опасности саламандры просто спрыгивают с древесных крон. Однако у этих амфибий нет перепонок или кожистых складок, замедляющих падение, а цилиндрическая форма тела делает их неустойчивыми в воздухе. Таким образом, до сих пор оставалось неясным, как саламандрам удается спрыгивать с вершин деревьев и не разбиваться.
Чтобы ответить на этот вопрос, Браун и его соавторы поймали пять саламандр A. vagrans и оценили их способности к планированию и парашютированию в вертикальной аэротрубе. Амфибий запускали в направленный снизу вверх поток воздуха с постоянной скоростью, имитирующий падение с вершины дерева, и фиксировали их движения на высокоскоростную камеру с трех ракурсов.
Помимо A. vagrans, исследователи протестировали еще три вида безлегочных саламандр: древесную саламандру (A. lugubris), рябую саламандру (A. flavipunctatus) и тихоокеанскую саламандру (Ensatina eschscholtzii). Виды подобрали таким образом, чтобы они составляли градиент от строго древесных форм к строго наземным. В общей сложности с каждым видов провели по 45 испытаний в аэротрубе.
Во всех испытаниях лазающие саламандры A. vagrans за счет контроля тангажа, крена и рыскания сохраняли одну и ту же позу с растопыренными лапами и задранным вверх хвостом. Они поддерживали ее дольше, чем три других вида саламандр (p<0,001). Данная поза, увеличивающая площадь поверхности тела и сопротивление воздушному потоку, позволяла A. vagrans двигаться с постоянной вертикальной скоростью — то есть парашютировать. Кроме того, она замедляла падение: благодаря ей вертикальная скорость саламандры за секунду могла снизиться на 0,95 метра в секунду. При этом минимальное вертикальное ускорение A. vagrans составило −2,96 метра на секунду в квадрате. У трех других видов скорость падения замедлялась не так быстро, а значение вертикального ускорения было выше.
Представители вида A. vagrans парашютировали во всех 45 испытаниях. Древесные саламандры, также населяющие кроны, демонстрировали такое поведение в 40 из 45 тестов. Рябые саламандры, которые проводят на деревьях меньше времени, парашютировали в 20 случаях, а строго наземные тихоокеанские — всего в трех случаях.
В 58 процентах испытаний саламандры A. vagrans в дополнение к парашютированию демонстрировали планирующий полет в горизонтальной плоскости за счет боковых изгибов тела. Древесные саламандры поступали так в 36 процентах случаев, а два других вида просто изгибали тело в боковом направлении, что никак не сказывалось на их положении в пространстве, скорости или ускорении.
Максимальные горизонтальные скорости A. vagrans и A. lugubris во время планирования составили 0,99 метра в секунду и 0,77 метра в секунду соответственно. Они были достигнуты при углах планирования в 84 и 85 градусов соответственно. Для 117-миллиметровой саламандры A. vagrans при скорости вертикального воздушного потока 10 метров в секунду и горизонтальной скорости 0,7 метра в секунду равновесный угол планирования составил 85 градусов. При этом между телом планирующей амфибии и горизонтальной плоскостью сохранялся угол в три градуса.
В целом саламандры A. vagrans и A. lugubris парашютируют и планируют примерно так же, как некоторые мелкие ящерицы например, североамериканские красногорлые анолисы (Anolis carolinensis). Эти рептилии также принимают позу, замедляющую падение, и планируют за счет боковых движений тела.
В завершение Браун и его коллеги отмечают, что, хотя у A. vagrans нет заметных приспособлений для контролируемого спуска, например, перепонок между конечностями или пальцами, анатомия этих саламандр все же облегчает им парашютирование и планирование. По сравнению с другими безлегочными саламандрами, ведущими древесный образ жизни, тело A. vagrans более уплощенное, конечности и пальцы длиннее, а стопы крупнее относительно размера тела. Все эти особенности увеличивают сопротивление потоку воздуха и помогают создавать подъемную силу. Авторы предполагают, что многие другие древесные виды животных также могут обладать похожими малозаметными чертами, которые помогают им планировать и парашютировать.
Планировать могут не только животные, но и растения — точнее, их плоды и семена. Эта способность помогает им расселяться. Подробнее о разнообразных способах, с помощью которых летают плоды и семена, читайте в нашем материале «Лети отсюда».
Сергей Коленов
Исследователи сами ловили термитов с помощью палочек
Антропологи из Великобритании и США несколько лет пробовали ловить термитов в долине Исса с помощью палочек, как это делают шимпанзе, и обнаружили, что доступность насекомых для ловли связана с сезонностью и их расселением. Термиты начинают расселяться с началом сезона дождей — и именно тогда становятся наиболее уязвимы для обезьян и других хищников. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Ecology and Evolution. В 1960 году ученые обнаружили, что шимпанзе используют орудия, сделанные из растений, чтобы доставать термитов из их гнезд. В дальнейшем это поведение широко исследовалось: выяснилось, например, что одни шимпанзе ловят термитов круглый год, а другие — только в определенные сезоны. Также оказалось, что обезьяны из разных сообществ используют разные инструменты, а техника ловли иногда различается. Например, шимпанзе в Гуалуго (Республика Конго) используют несколько разных инструментов и меняют их в зависимости от условий — вероятно, именно поэтому им и удается иметь постоянный доступ к термитам. Однако важную роль играют экология и поведение самих насекомых: в зависимости от сезона ловить их может быть сложнее или легче. Джейн Гудолл, которая впервые наблюдала за тем, как шимпанзе ловят термитов, писала о том, что возможности обезьян зависят от сезонности расселения термитов: в начале сезона дождей репродуктивные особи вылетают из гнезда и расселяются. В это время они сосредотачиваются вблизи выходных отверстий термитников и становятся более уязвимыми. Однако это полевое наблюдение не проверялось экспериментально. Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и Университетского колледжа Лондона под руководством Вики Олзе (Vicky M. Oelze) около пяти лет посещали 14 термитников в долине Исса в Танзании и отслеживали, от каких факторов зависит успешность ловли термитов. С 2018 по 2022 год экспериментаторы приходили к термитниками примерно дважды в неделю и пробовали ловить термитов так, как это обычно делают шимпанзе. Они использовали палки, подобные тем, что используют обезьяны. Чтобы фиксировать, когда термиты вылетают из гнезд для размножения, и наблюдать за хищниками, которые охотятся на них днем и ночью, ученые установили видеокамеры, реагирующие на движение. Также они непрерывно собирали метеорологические данные (об осадках, атмосферном давлении, температуре, скорости ветра и относительной влажности), чтобы выяснить, как начало расселения термитов зависит от погодных условий. С 2018 по 2022 год ученые провели около двух тысяч испытаний по ловле термитов, 363 из которых оказались успешными. Только из одного гнезда ученым не удалось достать термитов ни разу за все исследование. Число термитов в выходных отверстиях термитников увеличивалось в начале сезона дождей — и тогда успешных попыток ловли становилось больше. Когда осадков накапливалось около 200 миллиметров, ловить термитов становилось все сложнее — доля успешных попыток падала. Также ученые обнаружили 19 видов хищников, посещающих термитники. Чаще всего это были шимпанзе, но кроме них — другие приматы, птицы, вараны, мангусты, африканские циветы и другие. Иногда особи двух или более видов встречались у термитника — и кому-то приходилось уйти. Все это согласуется с результатами недавнего исследования, которое обнаружило, что шимпанзе в долине Исса чаще ловят термитов в конце сухого сезона и в начале сезона дождей (в той работе не изучали изменчивость поведения самих термитов). В отличие от сообществ шимпанзе, которые ловят термитов постоянно, здесь сезонность действительно должна играть большую роль по нескольким причинам: в лесах миомбо долины Исса термитники более твердые (даже в сезон дождей), а шимпанзе используют лишь один вид инструментов для ловли. Дополнительно исследователи отметили, что, вероятно, экспериментаторы были не так хороши в ловле термитов, как шимпанзе. Ученые планируют изучить видеозаписи с камер, на которых обезьяны сами ловят термитов. Это поможет лучше понять, как шимпанзе долины Исса меняют свое поведение в зависимости от сезона и поведения их жертв. Шимпанзе из разных сообществ на самом деле по-разному подходят к ловле. Отличаются не только инструменты, но и последовательности совершаемых действий. Некоторые исследователи полагают, что такие различия могут быть культурными, однако чтобы это подтвердить, необходимы многолетние наблюдения.
